OPEN ACCESS J OURNAL OF T ELECOMMUNICATION , E LECTRONICS , AND C ONTROL E NGINEERING (JTECE) ISSN: 2654-8275 (O NLINE ) JTECE. V OL . 5, N O . 1, PP.1-13, J ANUARY 2023 DOI: 10.20895/ JTECE . V 5 I 1.803

## Pembuatan Sistem Grounding Axle Counter

## Berdasarkan Tahanan Jenis Tanah dan Kedalaman Grounding
Manufacture of Grounding Axle Counter System Based on Resistance of Soil Type and Depth of Grounding
Ghalif Widi Setya Nugraha 1 , Sunardi 2, *, Teguh Arifianto 3
1,2,3 Program Studi Teknologi Elektro Perkeretaapian Politeknik Perkeretaapian Indonesia Madiun, Jl. Tirta Raya, Pojok,
Nambangan Lor, Manguharjo, Madiun, Jawa Timur, Indonesia
* ,2 Penulis Korespondensi: sunardi@ppi.ac.id
1 ghalif.tep1913@taruna.ppi.ac.id, 3 teguh@ppi.ac.id
Received on 28-08-2022, accepted on 29-12-2022, published on 31-01-2023

## Abstrak
Axle  counter merupakan  peralatan  pendeteksi  kereta  api  dengan  memancarkan  frekuensi  gelombang  untuk menghitung jumlah gandar pada sarana yang melewatinya. Pada Resort Sintel 4. 1 Tegal sering terjadi kerusakan axle counter karena imbas petir yang mengakibatkan kerusakan komponen pada axle counter . Pada prinsipnya arus berlebih tersebut dapat langsung dibumikan tanpa merusak komponen dengan sistem grounding yang baik. Dengan latar belakang tersebut peneliti merencanakan sistem grounding yang baik untuk mengantisipasi kejadian tersebut. Perencanaan yang dilakukan dengan memperhitungkan kebutuhan grounding dengan metode seri dan paralel,  dengan  parameter  jenis  tanah,  kedalaman,  dan  diameter grounding sehingga  dapat  direncanakan  nilai tahanan pentanahan  yang sesuai. Peneliti juga mendesain sistem grounding menggunakan software Aspix yang dapat  disimulasikan  menyerupai  kondisi  yang  sama  pada  lapangan.  Pengukuran  langsung  nilai  tahanan pentanahan  diperlukan  untuk  memvalidasi  hasil  perhitungan  perencanaan  dan  simulai  desain grounding untuk mengetahui  faktor  kesalahan  dari  perencanaan  yang  dilakukan  peneliti.  Hasil  dari  penelitian  ini  adalah  sistem grounding berpengaruh pada nilai tahanan pentanahan. Sistem paralel memiliki nilai tahanan pentanahan paling kecil terdapat pada tanah sawah dengan kedalamanan 2,5 meter dan diameter 25mm 2 . Jadi untuk menentukan nilai  tahanan  pentanahan  yang  sesuai,  kedalaman  penanaman  berpengaruh  terhadap  sistem grounding yang digunakan karena semakin dalam penanaman maka akan semakin mendekati air tanah. Sistem grounding yang efektif untuk sistem seri pada kedalaman 1 meter dengan jenis tanah sawah.
Kata kunci: axle counter , grounding , kereta api, software Aspix , tahanan pentanahan

## Abstract
An axle counter is a tool for detecting trains by emitting frequency waves to count the number of axles on the means that pass through them. At the Sintel 4.1 Tegal Resort, damage to the axle counter often  occurs due to lighting effects, resulting in component damage to the axle counter. In principle, the excess current can be directly grounded without damaging the components with a good grounding system. With this background, the researchers planned a good grounding system to anticipate the incident. Planning considers the need for grounding through series  and  parallel  methods,  with  the  parameters  of  soil  type,  depth,  and  diameter,  so  that  the  appropriate grounding  resistance  value  can  be  planned.  The  researcher  also  designed  a  grounding  system  using  the  Aspix software, which can be simulated to resemble the same conditions in the field. Direct measurement of the value of grounding resistance is needed to validate the results of planning calculations and grounding design simulations
to determine the error factor of the planning carried out by the researcher. This research shows that the grounding system affects the grounding resistance value. The parallel system has the smallest grounding resistance value in paddy fields with a depth of 2.5 meters and a diameter of 25mm2. So to determine the appropriate grounding resistance value, the planting depth affects the grounding system used because the deeper the casing, the closer it will be to groundwater. An effective grounding system for a series system at a depth of 1 meter with a paddy field soil type.
Keywords: axle counter, grounding, rail, Aspix software, earth resistance

## I. P ENDAHULUAN
Axle counter merupakan salah satu pendeteksi keberadaan kereta api dengan menghitung jumlah gandar yang  masuk  dan  keluar  pada  suatu  daerah  pendeteksi  kereta  api  kemudian  mengevaluasi  perhitungan. Setelah  jumlah  gandar  masuk  dan  keluar  sama  banyak,  maka track kembali  normal  tidak  terduduki. Terdapat dua komponen utama pada axle counter yaitu peralatan luar dan peralatan dalam. Peralatan luar terdiri  dari  pendeteksi  roda  dan Wheel  Device  Equipment (WDE).  Kedua  peralatan  tersebut  saling terhubung yang nanti akan mengirimkan informasi menuju evaluator dan menyalurkan catu daya dari unit evaluasi menuju WDE. Kemudian peralatan dalam yang dimaksud ditempatkan pada equipment room yang terdiri dari modul- modul yang memiliki fungsi masing- masing. Setiap peralatan luar ruangan persinyalan kereta api harus memiliki sistem proteksi arus berlebih [1] untuk mengamankan komponen di dalamnya.
Di bidang teknik listrik, grounding merupakan rangkaian aliran listrik yang terhubung ke dalam tanah untuk  menghilangkan  perbedaan  potensial  dari  tegangan  listrik  maupun  arus  petir  dengan  cara menyalurkannya  pada  suatu  titik  tertentu  secara  langsung  menuju  tanah.  Pemasangan  sistem grounding menggunakan kabel konduktor dan elektroda pembumian dengan rangkaian khusus di luar sistem instalasi listrik lainnya. Grounding berfungsi sebagai pengaman arus dan tegangan listrik berlebih sehingga dapat melindungi  komponen  elektronik  dan  jaringan  listrik  dari  kebocoran  arus  dan  melindungi  manusia  dari sengatan listrik [2]. Pada prinsipnya sistem grounding bertujuan untuk menyediakan saluran listrik menuju ke tanah baik saat kondisi normal maupun terjadi gangguan tanpa mengakibatkan kerusakan pada peralatan dan untuk mengurangi resiko bahaya sengatan arus listrik di sekitarnya [3].

## A. Sistem Proteksi Axle Counter
Seluruh  peralatan  persinyalan  luar  ruangan  harus  memiliki  sistem  proteksi  terhadap  arus  berlebih  [1] untuk  melindungi  peralatan  dari  gangguan  arus  berlebih  dan  induksi  listrik  agar  tidak  membahayakan peralatan  maupun  komponen  elektronik  di  dalamnya  [2].  Pada  WDE  ( Wheel  Device  Equipment ), axle counter memiliki  sistem  proteksi  internal  dan  eksternal  yaitu  dengan arrester dan grounding .  Sistem proteksi  eksternal axle  counter berupa ground  rod yang  dihubungkan  dengan  kabel  konduktor  yang berfungsi untuk mengamankan WDE dari  induksi  listrik  yang dapat merusak komponen  mikro di dalam modul dengan mengalirkan arus berlebih langsung menuju titik pentanahan [3].

## B. Standar Grounding
Grounding  berfungsi  sebagai  pengaman  arus  dan  tegangan  listrik  berlebih  sehingga  dapat  melindungi komponen elektronik dan jaringan listrik dari kebocoran arus dan melindungi manusia dari sengatan listrik [2]. Standard grounding diatur dalam PUIL 2011 untuk melindungi peralatan maupun keamanan di sekitar area proteksi dengan tahanan pentanahan maksimum 5 Ω. Menurut PM 44 Tahun 2018 mengatur tahanan pentanahan maksimum pada axle counter sebesar 5 Ω sesuai spesifikasi untuk melindungi peralatan dari gangguan arus berlebih [1].

## C. Sistem Grounding

## 1. Metode Seri
Pada  sistem  seri  menggunakan  batang  elektroda  tunggal  yang  ditanam  di  dalam  tanah.  Penggunaan batang elektroda tunggal memiliki efektifitas yang tinggi untuk memperoleh nilai pentanahan yang rendah
[4].  Dalam  perencanaan  sistem grounding seri  terdapat  persamaan  1  untuk  mendapatkan  nilai  tahanan pentanahan [5] yaitu sebagai berikut :
𝑅 = 𝜌 2𝜋𝐿 (𝑙𝑜𝑔 4𝐿 𝑎 − 1) (1)

## 2. Metode Paralel
Pada sistem paralel menggunakan dua batang elektroda yang ditanam di dalam tanah. Penggunaan sistem paralel dapat mengurangi nilai tahanan pentanahan secara signifikan [4] pada area proteksi yang terbatas. Dalam  perencanaan  sistem grounding paralel  terdapat  persamaan  2  untuk  mendapatkan  nilai  tahanan pentanahan [5] yaitu sebagai berikut :
𝑅 = 𝜌 2𝜋𝐿 x log  ( 2𝑙 √𝑎 𝑥 𝑆 ) (2)

## D. Resistivitas Tanah
Kondisi geografi  berpengaruh  pada  nilai resistivitas tanah karena  bahan-bahan pembentuk permukaan bumi memiliki konduktivitas listrik yang rendah [6], [7], [8]. Nilai resistivitas tanah dipengaruhi oleh cuaca dan  musim  [6]  sehingga  menyebabkan  heterogenitas  besar  pada  aliran  arus  menuju  ke  dalam  tanah  [5]. Variasi  tersebut tergantung  pada  kedalaman  batang  elektroda  dengan  parameter  kelembaban,  perubahan suhu, kadar garam tanah, dan nilai resistivitas tanah lebih kecil di bawah permukaan permukaan air tanah [4], [9]. Hal tersebut terkait dengan tujuan grounding yaitu dapat secepatnya mendistribusikan arus berlebih ke  dalam  tanah  [10].  Karakteristik  tanah  berhubungan  dengan  nilai  resistivitas  tanah  dan  pengukuran tahanan pentanahan.
Penambahan garam pada tanah merupakan perawatan untuk  mengurangi nilai resistivitas tanah dengan sementara yang efektif namun tidak bertahan lama karena garam tambahan tersebut dapat habis teruai [5].

## Tabel 1. Nilai resistivitas tanah
Jenis Tanah Resistivitas (Ω/m) Tanah sawah 10 Tanah rawa 30 Tanah liat 100 Pasir basah 200 Kerikil basah 500 Pasir dan kerikil kering 1000 Tanah berbatu 3000
Tabel  1  merupakan  nilai  resistivitas  tanah  berdasarkan  jenis  tanah  mulai  dari  tanah  pertanian,  tanah lempung, tanah kering, dan tanah berbatu [6] dengan satuan resistivitas Ohm-Meter (Ω/m). Nilai resistivitas tanah dapat berubah tergantung unsur kimia yang terkandung.

## 1. Tanah Sawah
Tanah sawah adalah jenis tanah yang terbentuk dari pelapukan bahan organik yang berada pada lapisan tanah bagian atas dengan daya serap air tinggi. Memiliki tekstur yang gembur karena memiliki unsur hara tinggi dari pelapukan bahan organik sehingga sangat subur untuk ditanami. Tanah sawah nilai resistivitas sebesar 10 Ω/m.
2. Tanah Rawa
Tanah rawa adalah jenis tanah yang terbentuk dari pelapukan tanaman yang tidak sempurna pada lahan basah  dengan  daya  serap  air  yang  rendah.  Memiliki  tekstur  yang  lembek  dan  berair  yang  bersifat  asam sehingga tidak subur untuk ditanami. Tanah rawa memiliki nilai resistivitas sebesar 30 Ω/m.

## 3. Tanah Liat
Tanah liat adalah jenis tanah yang terbentuk dari pelapukan batuan mineral. Memiliki tekstur lengket dan dapat mengeras jika kering karena sulit dilalui air  [6] sehingga cocok digunakan sebagai bahan gerabah. Tanah liat memiliki nilai resistivitas sebesar 100 Ω/m.

## E. Kedalaman Grounding
Sistem driven  grounds menggunakan grounding seri  merupakan  jenis  sistem grounding dengan  cara menanam  satu  batang  elektroda  di  dalam  tanah  sesuai  kedalaman  yang  diinginkan.  Karakteristik  sistem driven  grounds yang  mempengaruhi  nilai  tahanan  pentanahan  yaitu  kedalaman  penanaman  batang elektroda [4].  Menurut PUIL 2011, sistem grounding di Indonesia memiliki beberapa spesifikasi minimal dengan panjang elektroda batang minimal dari 1-5 m [11].
Gambar 1. Kedalaman grounding [4]
Kedalaman grounding berpengaruh  terhadap  konduktifitas  dan  resistansi  sistem grounding yang berbanding terbalik, semakin dalam penanaman konduktifitas bertambah besar dan resistansinya berkurang.

## F. Diameter Grounding
Diameter batang elektroda berpengaruh terhadap persentase nilai resistansi pentanahan. Semakin besar diameter  batang  elektroda,  semakin  kecil  nilai  persentase  resistansi  pentanahan. Standards  technologic paper 108 (A) digunakan untuk membandingkan pengaruh diameter batang elektroda dengan laboratorium uji di Chicago (B) dan Pittsburgh (C) [4]. Menurut PUIL 2011, sistem grounding di Indonesia memiliki spesifikasi minimal diameter batang elektroda dari 10 mm 2 , 16 mm 2 , 25 mm 2 , dan 35 mm 2 [11].
Gambar 2. Diameter grounding [4]

## G. Earth Tester
Earth  tester adalah  instrumen  pengukuran  untuk  mengetahui  nilai  tahanan  pentanahan  dengan menyalurkan  hambatan  listrik  ke  dalam  tanah  [2].  Kedalaman  sistem grounding dan  jenis  tanah
mempengaruhi nilai tahanan pentanahan [4]. Fungsi batang elektroda pembantu sebagai penguat hambatan listrik agar tidak mempengaruhi nilai pengukuran.
Gambar 3. Earth tester

## H. Percent Error
Kesalahan pengukuran dapat berasal dari faktor lingkungan. Mengetahui error nilai tahanan pentanahan dapat menguatkan data dalam penelitian ini karena perbedaan hasil perencanaan, simulasi, dan pengujian. Experimental value yang digunakan adalah data hasil perencanaan dan simulasi, sedangkan accepted value diambil dari data pengujian langsung. Percent error dapat dihitung menggunakan persamaan (3) [12].
Error = |data penunjang − data pengujian| data pengujian × 100% (3) II. T INJAUAN P USTAKA
Penelitian yang dilakukan oleh Wu, dkk [13],  membahas tentang analisis faktor kesalahan pada waktu arus dibumikan dan bentuk grounding yang digunakan sehingga menyebabkan arus gangguan pada gardu induk. Studi dilakukan menggunakan aplikasi ASPEN (Advanced Systems for Power Engineering) dengan mensimulasikan sistem grounding untuk mendapatkan data secara spesifik tentang arus gangguan dengan potensi arus gangguan  maksimal. Kesimpulan dari penelitian  ini  berupa nilai tegangan sentuh  maksimal yang  dapat  diterima  tubuh  sesuai  ambang  batas  sehingga  dapat  merencanakan  sistem  grounding  yang efektif.
Penelitian yang dilakukan oleh Wu, dkk [14], pada gardu induk untuk melindungi transformator dengan jarak berjauhan pada struktur tanah yang berbeda. Perencanaan dilakukan menggunakan aplikasi ASPEN menggunakan dua strategi pendekatan  yang  berbeda  yaitu  menghitung potensi tegangan sentuh tertinggi sesuai pemodelan  sistem grounding dan perhitungan potensi tegangan sentuh dengan tiga  struktur tanah berbeda.  Hasilnya  strategi  pertama  digunakan  untuk  merancang  sistem  grounding  yang  optimal  dengan verifikasi hasil sesuai strategi kedua.
Penelitian  tentang  pengaruh  arus  liar  pada  kabel  transmisi  data  karena  sistem  grounding  tower telekomunikasi  yang  tidak  efektif  menyebabkan  gangguan  pada  pembacaan  sensor  yang  tidak  menentu, kegagalan  komunikasi,  sekering  meledak,  dan  kesalahan  transfer  data [15].  Nilai  resistivitas  tanah  yang tinggi  menyebabkan  sistem  grounding  tidak  efektif  sehingga  struktur  logam  bangunan  dan  komponen elektronik rentan dialiri  arus  liar. Studi  yang dilakukan  yaitu dengan  menganalisa  faktor kesalahan yang terjadi sehingga diperoleh hasil untuk menambah jumlah batang elektroda dan pemasangan arrester pada komponen elektronik.
Pengaruh kedalaman penanaman  batang elektroda dan kabel penghantar terhadap pelepasan arus petir kedalam  tanah  diteliti  oleh  Yamamoto,  dkk  [10].  Penelitian  dilakukan  menggunakan  metode  Finite Difference  Time  Domain  (FDTD)  untuk  mengetahui  potensi  kenaikan  tegangan.  Pemodelan  dilakukan menggunakan  kondisi  resistivitas  tanah  0,1-1000  Ω  dengan  permivisitas  relatif  10  dengan  jaringan pentanahan berbentuk sawah berukuran 10 x 10 meter ditanam 1 meter di bawah permukaan tanah berdasar penelitian sebelumnya [16].
Penelitian yang dilakukan oleh Zhang, dkk [2], efek sistem grounding pada sambaran petir langsung dan tidak langsung menggunakan metode momen dan teori rangkaian. Resistivitas kompleks merupakan konsep utama  dalam  penelitian  ini  untuk  memperhitungkan  resistansi  timbal  balik  antara  tanah  dan  udara  yang merupakan kombinasi dari permivisitas dan resistivitas. Validasi dari penelitian ini dibandingkan dengan penelitian terdahulu tentang simulasi aliran listrik pada sangkar faraday [17].

## III. M ETODE P ENELITIAN

## A. Diagram Alir
Diagram alir  menjelaskan alur penelitian dalam perencanaan sistem grounding sinyal. Dalam simulasi pengujian data peneliti menggunakan aplikasi Aspix dengan membuat pemodelan grounding menggunakan sistem seri dan paralel untuk mengetahui kelayakan sistem grounding .
Mulai Identifikasi Masalah Studi Literatur Simulasi Perencanaan Percent Error Selesai Pengukuran dan Pengujian A A Hasil dan kesimpulan Gambar 4. Diagram alir

## B. Perencanaan Grounding
Sistem grounding yang direncanakan memiliki spesifikasi bahan yang sama pada UPT Resort 4.1 Tegal. Perencanaan  dilakukan  menggunakan  model  seri  dan  paralel  dengan  membandingkan  nilai  tahanan pentanahan pada dua jenis tanah yang berbeda karena menyesuaikan kondisi lintas Tegal. Dua jenis tanah tersebut adalah tanah sawah dan tanah rawa. Perencanaan dilakukan dengan menghitung kebutuhan tahanan pentanahan  sistem grounding dari  kedalaman  50  cm  sampai  250  cm  serta  membuat  pemodelan  sistem grounding menggunakan software Aspix dan mensimulasikannya.

## 1. Perhitungan sistem grounding
Peneliti  melakukan  perencanaan  pada  sistem grounding seri  dan  paralel  dengan  membuat  parameter kedalaman  penanaman  dan  diameter  batang  elektroda  dengan  kedalaman  maksimal  250  cm,  diameter batang  elektroda  10  mm 2 ,  16  mm 2 ,  25  mm 2 pada  tanah  sawah,  dan  tanah  rawa.  Variasi  tersebut  untuk mengetahui dan menentukan tahanan pentanahan yang sesuai pada sistem grounding .

## C. Software Aspix
Softwate  Aspix  adalah  sebuah  software  khusus  untuk  pemodelan  sistem  grounding.  Mengacu  pada standard IEEE 80 “ IEEE Guide For Safety in AC Substation Grounding”, software ini dapat menghitung resistansi pentanahan, tegangan sentuh, dan langkah pada berbagai model sistem grounding. Grafik dapat
disajikan dalam bentuk dua dimensi dan tiga dimensi sehingga dapat dengan aktual merencanakan sistem grounding yang dibuat untuk mengetahui efektifitas dan keamanan sistem grounding.

## D. Block Diagram
Pemodelan sistem grounding menggunakan software Aspix dapat dijelaskan dalam block diagram pada gambar 5. Pertama peneliti  membuat  model sistem grounding kemudian  menambahkan data pendukung seperti tahanan jenis tanah dan spesifikasi bahan yang digunakan sesuai  PUIL 2011. Setelah semua data dimasukkan,  sistem  dapat  mensimulasikan  kemudian  didapatkan  hasil  dari  pemodelan  yang  dilakukan berupa grafik dan data angka.
Pemodelan Sistem Grounding Simulasi Pemodelan Sistem Grounding Hasil Simulasi Sistem Grounding Input Data Perhitungan

## Gambar 5. Block diagram

## E. Rangkaian Pengukuran dan Pengujian
Untuk mengetahui perbedaan pengukuran pemodelan sistem grounding yang dibuat peneliti melakukan pengujian  dengan  menanam  langsung  batang  elektroda  dengan  interval  jarak  50  cm  sampai  dengan kedalaman  250  cm  menggunakan  metode fall  of  potentitial .  Pengujian  dilakukan  dengan  menambah elektroda  bantu  pada  sistem grounding .  Penambahan  elektroda  bantu  sebagai  pembanding  penurunan tegangan  terhadap  arus  yang  menyebabkan  penurunan  potensial  sehingga  dapat  diketahui  resistansinya. Penggunaan alat ukur earth tester memiliki prinsip yang sama tetapi menggunakan impedansi tinggi untuk mengetahui nilai resistansi tanah.
Pengukuran dilakukan pada jenis tanah sawah dan tanah rawa untuk mengetahui nilai tahanan pentanahan dengan  diameter  batang  elektroda  10  mm 2 ,  16  mm 2 ,  dan  25  mm 2 .  Untuk  mencapai  kedalaman  250  cm peneliti  menggunakan  batang  elektroda  dengan  panjang  120  cm  yang  ditanam  bertahap  dengan menyambungkan  dua  batang  elektroda  menggunakan shock .  Penyambungan  bertujuan  untuk mempermudah peneliti dalam mencapai kedalaman yang dibutuhkan karena keterbatasan alat. Pengujian dilakukan pada axle counter menggunakan sistem paralel dengan menyambungkan kabel BC pada sistem grounding yang  digunakan  dengan  jarak  3  meter.  Alat  yang  digunakan  antara  lain earth  tester ,  batang elektroda dengan diameter 10 mm 2 , 16 mm 2 , 25 mm 2 , shock batang elektroda , kabel BC , dan palu.
Elektroda Uji Elektroda Bantu Elektroda Bantu G Y R EARTH TESTER 1- 5 meter 5 meter 5 meter 20 cm 20 cm Lapisan tanah
Gambar 6. Rangkaian pengukuran dan pengujian

## F. Pemodelan Sistem Grounding
Sesuai spesifikasi bahan yang digunakan dan data yang diperoleh peneliti dapat membuat desain sistem grounding . Dalam pemodelan ini peneliti menggunakan dua jenis tanah yang berbeda sesuai kondisi lintas Tegal  dengan  area  proteksi  10x10  meter  dengan  spesifikasi  bahan  seperti  perencanaan  yang  dilakukan peneliti dengan diameter batang elektroda 10 mm 2 , 16 mm 2 , 25 mm 2 dengan kedalaman pemasangan 50 cm, 100 cm, 150 cm, 200 cm, 250 cm pada tiga struktur yang berbeda.

## IV. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Hasil Perhitungan Perencanaan

## 1. Sistem Grounding Seri
Tabel 2. Hasil perhitungan kebutuhan sistem grounding seri Kedalam an (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 0,5 16,85 6,66 6,04 50,57 20,01 18,13 168,58 153,51 61,97 1 9,53 3,81 3,50 28,60 11,44 10,51 95,37 87,86 43,12 1,5 6,78 2,73 2,52 20,36 8,19 7,57 67,89 62,89 33,29 2 5,32 2,14 1,99 15,96 6,44 5,98 53,21 49,46 27,34 2,5 4,39 1,78 1,65 13,19 5,34 4,97 43,99 40,99 23,33
Tabel  2  menunjukkan  hasil  perhitungan  kebutuhan  tahanan  pentanahan  dari  pemodelan grounding menggunakan  sistem  seri  dengan  variasi  jenis  tanah,  kedalaman  pemasangan,  dan  diameter  batang elektroda. Sistem seri dipengaruhi kedalaman dan jenis tanah untuk mengurangi nilai tahanan pentanahan dengan signifikan hingga memperoleh nilai tahanan pentanahan sesuai standard.

## 2. Sistem Grounding Paralel
Tabel 3. Hasil perhitungan kebutuhan sistem grounding paralel Kedalam an (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm2 16 mm2 25 mm2 10 mm2 16 mm2 25 mm2 10 mm2 16 mm2 25 mm2 0,5 2,42 2,10 1,79 7,27 6,30 5,37 24,25 21,00 17,91 1 1,69 1,53 1,37 5,08 4,59 4,12 16,92 15,29 13,75 1,5 1,31 1,21 1,10 3,94 3,62 3,31 13,15 12,06 11,04 2 1,09 1,00 0,93 3,26 3,01 2,78 10,86 10,04 9,27 2,5 0,93 0,87 0,80 2,79 2,60 2,41 9,30 8,65 8,03
Dari tabel 3 menjelaskan pengaruh kedalaman pemasangan, jenis tanah, dan diameter batang elektroda. Sistem  paralel  dapat  mengurangi  nilai  tahanan  pentanahan  dengan  signifikan  hingga  memperoleh  nilai tahanan  pentanahan  sesuai  standard.  Pada  tanah  sawah  seluruh  data  sudah  sesuai  dengan  standard sedangkan tanah rawa pada kedalaman 2 meter dengan diameter batang elektroda 25 mm 2 .

## B. Hasil Simulasi
Software Aspix

## 1. Tanah Sawah
Pemodelan  dilakukan  dengan  memasukkan  parameter  pada  fitur settings dengan  nilai upper  layer resistvity = 10 , lower layer resistivity = 10, dan upper layer thickness = 5.
2. Tanah Rawa
Pemodelan  dilakukan  dengan  memasukkan  parameter  pada  fitur settings dengan  nilai upper  layer resistvity = 30 , lower layer resistivity = 30, dan upper layer thickness = 5.
3. Tanah Liat
Pemodelan  dilakukan  dengan  memasukkan  parameter  pada  fitur settings dengan  nilai upper  layer resistvity = 100 , lower layer resistivity = 100, dan upper layer thickness = 5.

## C. Sistem Grounding Seri
Tabel 4. Hasil simulasi sistem grounding seri Kedalam an (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 0,5 16,85 6,66 6,04 26,05 25,31 15,22 56,76 55,12 53,31 1 9,53 3,81 3,50 21,12 20,27 12,19 44,54 42,37 40,01 1,5 6,78 2,73 2,52 17,54 16,71 10,13 35,42 33,61 31,83 2 5,32 2,14 1,99 14,38 13,49 8,70 29,56 27,96 26,43 2,5 4,39 1,78 1,65 11,69 11,01 7,62 25,37 23,96 22,64
Dari tabel 4 merupakan hasil simulasi tahanan pentanahan dari pemodelan grounding dengan variasi jenis tanah,  kedalaman  pemasangan,  dan  diameter  batang  elektroda.  Kedalaman  pemasangan  dan  jenis  tanah sangat  berpengaruh  pada  nilai  tahanan  pentanahan,  sedangkan  diameter  batang  elektroda  memiliki pengaruh yang kecil. Nilai tahanan pentanahan tertinggi terdapat pada jenis tanah liat dengan diameter 10 mm 2 dan  nilai  tahanan  pentanahan  terkecil  pada  jenis  tanah  sawah  dengan  diameter  25  mm 2 .  Semakin dalam dan besar diameter batang elektroda semakin kecil nilai tahanan pentanahan.

## D. Sistem Grounding Paralel
Tabel 5. Hasil simulasi sistem grounding paralel Kedalam an (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 0,5 2,42 2,10 1,79 12,11 11,88 7,45 20,55 18,21 17,32 1 1,69 1,53 1,37 10,38 10,07 6,35 15,47 14,69 13,22 1,5 1,31 1,21 1,10 8,98 8,64 5,49 12,89 11,76 10,44 2 1,09 1,00 0,93 7,64 7,27 4,94 9,43 8,14 7,54 2,5 0,93 0,87 0,80 6,35 6,02 4,32 8,24 7,33 6,03
Dari tabel 5 menjelaskan pengaruh kedalaman pemasangan, jenis tanah, dan diameter batang elektroda. Sistem  paralel  dapat  mengurangi  nilai  tahanan  pentanahan  dengan  signifikan  hingga  memperoleh  nilai tahanan  pentanahan  sesuai  standard.  Pada  tanah  sawah  seluruh  data  sudah  sesuai  dengan  standard sedangkan tanah rawa pada kedalaman 2 meter dengan diameter batang elektroda 25 mm 2 .

## E. Hasil Pengujian

## 1. Hasil Pengujian Grounding Axle Counter Sistem Seri
Pengujian  dilakukan  dengan  mengambil  data  pada  tanah  sawah,  tanah  rawa,  dan  tanah  liat  dengan standard pemasangan grounding pada PUIL 2011. Peneliti mengambil data pengukuran pada tanah sawah, tanah rawa, dan tanah liat dengan diameter batang elektroda 10 mm 2 , 16 mm 2 , 25 mm 2 untuk mengetahui pengaruh nilai tahanan pentanahan.
Gambar 7. Pengujian axle counter sistem seri
Tabel 6. Hasil pengujian axle counter sistem seri Kedalam an (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 0,5 19,38 10,79 7,61 56,43 24,33 20,57 47,12 44,19 40,52 1 11,76 5,56 4,42 31,71 16,59 13,21 28,57 23,73 21,31 1,5 9,45 4,14 3,56 23,86 10,25 7,94 18,28 17,23 15,36 2 6,19 2,91 2,14 15,65 7,12 5,72 15,62 13,61 12,68 2,5 5,83 2,45 1,94 12,48 5,93 4,88 13,23 11,73 9,37
Tabel  6  merupakan  hasil  pengukuran  tahanan  pentanahan  langsung  pada  tanah  sawah,  rawa,  dan  liat. Hasil  nilai grounding pada  pengukuran  langsung  memiliki  perbedaan  dengan  perhitungan  dan  simulasi karena  unsur  hara  pada  setiap  daerah  berbeda-beda.  Kedalaman  pemasangan  dan  jenis  tanah  sangat berpengaruh pada nilai tahanan pentanahan, sedangkan diameter batang elektroda memiliki pengaruh yang kecil. Nilai tahanan pentanahan tertinggi terdapat pada jenis tanah liat dengan diameter 10 mm 2 dan nilai tahanan pentanahan terkecil pada jenis tanah sawah dengan diameter 25 mm 2 . Semakin dalam dan besar diameter batang elektroda semakin kecil nilai tahanan pentanahan.

## 2. Hasil Pengujian Grounding Axle Counter Sistem Paralel
Pengujian  dilakukan  pada axle  counter dengan  memasang  kabel BC pada axle  counter dan  menanam batang ektroda pada ketiga jenis tanah, kemudian diukur menggunakan earth tester dengan kedalaman 50- 250 cm pada batang elektroda berdiameter 10 mm 2 , 16 mm 2 , dan 25 mm 2 . Pada area perawatan Sintel 4. 1 Tegal  memiliki  jenis  tanah  sawah,  rawa,  dan  liat sehingga  pengujian  dilakukan  pada axle  counter yang berbeda sesuai jenis tanah yang digunakan dalam penelitian.
Tabel 7. Hasil pengujian axle counter sistem paralel Kedalaman (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 0,5 2,68 2,46 1,96 7,63 6,73 5,46 45,53 43,31 39,32 1 1,96 1,67 1,42 5,23 5,16 4,68 25,87 22,12 20,23 1,5 1,52 1,37 1,28 4,96 4,59 3,61 17,98 16,78 14,69 2 1,29 1,19 1,08 3,97 3,42 2,97 14,32 12,21 11,89 2,5 1,03 0,95 0,93 2,98 2,81 2,53 12,63 10,03 9,63
Dari tabel 7 menjelaskan pengaruh kedalaman pemasangan, jenis tanah, dan diameter batang elektroda. Kedalaman  pemasangan  dan  jenis  tanah  sangat  berpengaruh  pada  nilai  tahanan  pentanahan,  sedangkan diameter batang elektroda memiliki pengaruh yang kecil. Nilai tahanan pentanahan tertinggi terdapat pada jenis  tanah  liat  dengan  diameter  10  mm 2 dan  nilai  tahanan  pentanahan  terkecil  pada  jenis  tanah  sawah dengan diameter 25 mm 2 . Semakin dalam dan besar diameter batang elektroda semakin kecil nilai tahanan pentanahan.

## F. Percent Error

## Tabel 8. Hasil percent error perencanaan sistem seri
Kedalaman (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 0,5 13,05% 38,28% 20,63% 10,38% 17,76% 11,86% 98,96% 95,11% 0,17% 1 18,96% 31,47% 20,81% 9,81% 31,04% 20,44% 82,92% 104,4% 22,67% 1,5 28,25% 34,06% 29,21% 14,67% 20,10% 4,66% 101,2% 98,96% 26,82% 2 14,05% 26,46% 7,01% 1,98% 9,55% 4,55% 82,14% 95,30% 22,40% 2,5 24,70% 27,35% 14,95% 5,69% 9,95% 1,84% 74,60% 84,14% 36,29% Jumlah 99,03% 157,6% 92,62% 42,53% 88,40% 43,35% 439,8% 477,9% 108,3% Rata- rata error 1,41% 5,04% 3,95% 0,26% 1,22% 0,79% 2,97% 3,56% 0,73% Total error 2,22 %
Tabel  8  menjelaskan  tingkat  kesalahan  hasil  dari  perencanaan  dan  pengujian.  Dari  hasil  yang  telah diperoleh perbedaan hasil perencanaan dengan pengujian memiliki rata-rata error keseluruhan sebesar 2,22 %.
Tabel 9. Hasil percent error perencanaan sistem paralel Kedalaman (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 0,5 9,70% 14,63% 8,67% 4,72% 6,39% 1,65% 46,74% 51,51% 54,45% 1 13,78% 8,38% 3,52% 2,87% 11,05% 11,97% 34,60% 30,88% 32,03% 1,5 13,82% 11,68% 14,06% 20,56% 21,13% 8,31% 26,86% 28,13% 24,85% 2 15,50% 15,97% 13,89% 17,88% 11,99% 6,40% 24,16% 17,77% 22,04% 2,5 9,71% 8,42% 13,98% 6,38% 7,47% 4,74% 26,37% 13,76% 16,61% Jumlah 62,51% 59,08% 54,12% 52,41% 58,03% 33,06% 35,98% 35,82% 37,34% Rata- rata error 7,37% 7,73% 8,11% 2,12% 2,56% 1,72% 1,67% 1,70% 1,96% Total error 3,88%
Dari tabel 9 dijelaskan bahwa tingkat kesalahan hasil dari perencanaan dan pengujian. Dari hasil yang telah  diperoleh  perbedaan  hasil  perencanaan  dengan  pengujian  memiliki  rata-  rata error keseluruhan sebesar 3,88 %.
Tabel 10. Hasil percent error simulasi sistem seri
Kedalaman (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2
25 mm 2 0,5 13,05% 38,28% 20,63% 53,84% 4,03% 26,01% 20,46% 24,73% 31,56% 1 18,96% 31,47% 20,81% 33,40% 22,18% 7,72% 55,90% 78,55% 87,75%
Kedalaman (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 1,5 28,25% 34,06% 29,21% 26,49% 63,02% 27,58% 93,76% 95,07% 107,2% 2 14,05% 26,46% 7,01% 8,12% 89,47% 52,10% 89,24% 105,4% 108,4% 2,5 24,70% 27,35% 14,95% 6,33% 85,67% 56,15% 91,76% 104,% 141,6% Jumlah 99,03% 157,6% 92,62% 128,1% 264,3% 169,5% 351,1% 408,5% 476,6% Rata- rata error 1,88% 6,10% 4,71% 0,91% 4,12% 3,24% 2,86% 3,69% 4,80% Total error 3,59%
Tabel 10 menjelaskan tingkat kesalahan hasil dari simulasi dan pengujian. Dari hasil yang telah diperoleh perbedaan hasil perencanaan dengan pengujian memiliki rata- rata error keseluruhan sebesar 3,59 %.
Tabel 11. Hasil percent error simulasi sistem paralel
Kedalaman (m) Tanah Sawah Tanah Rawa Tanah Liat 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 10 mm 2 16 mm 2 25 mm 2 0,5 9,70% 14,63% 8,67% 58,72% 76,52% 36,45% 54,86% 57,95% 55,95% 1 13,78% 8,38% 3,52% 98,47% 95,16% 35,68% 40,20% 33,59% 34,65% 1,5 13,82% 11,68% 14,06% 81,05% 88,24% 52,08% 28,31% 29,92% 28,93% 2 15,50% 15,97% 13,89% 92,44% 112,5% 66,33% 34,15% 33,33% 36,59% 2,5 9,71% 8,42% 13,98% 113,0% 114,2% 70,75% 34,76% 26,92% 37,38% Jumlah 62,51% 59,08% 54,12% 443,7% 486,7% 261,2% 192,2% 181,7% 193,5% Rata- rata error 7,37% 7,73% 8,11% 17,92% 21,43% 13,57% 1,65% 1,74% 2,02% Total error 9,06%
Tabel 11 menjelaskan tingkat kesalahan hasil dari simulasi dan pengujian. Dari hasil yang telah diperoleh perbedaan hasil perencanaan dengan pengujian memiliki rata- rata error keseluruhan sebesar 9,06 %.

## G. Analisa Hasil Perencanaan

## 1. Kelebihan
Penggunaan batang elektroda lebih mudah untuk diterapkan untuk sistem grounding axle counter karena keterbatasan  tempat.  Selain  itu  penggunaan  batang  elektroda  lebih  hemat  dan  mudah  dalam penggantiannya. Sistem grounding seri paling efektif digunakan pada tanah sawah. Sistem paralel memiliki nilai tahanan pentanahan paling kecil dari jenis tanah sawah, rawa, dan liat.

## 2. Kekurangan
Perawatan  sistem  grounding  diperlukan  untuk  menjaga  nilai  tahanan  pentanahan  axle  counter  sesuai dengan standard. Faktor korosi  merupakan salah  satu penyebab nilai tahanan pentanahan  menjadi tinggi karena bahan batang elekroda. Penggunaan sistem seri pada tanah sawah sudah sesuai pada standar tetapi memiliki  nilai  tahanan  pentanahan  yang  tinggi.  Untuk  sistem  paralel  memiliki  nilai  tahanan  pentanahan paling kecil pada semua jenis tanah tetapi tidak efisien karena membutuhkan tempat dan biaya yang lebih daripada sistem seri.

## V. K ESIMPULAN
Dari semua perencanaan, simulasi, dan pengujian yang telah dilakukan peneliti mengambil kesimpulan sebagai  berikut:  Tahanan  jenis  tanah  berpengaruh  pada  nilai  pentanahan.  Tanah  sawah  memiliki  nilai tahanan pentanahan terendah. Sistem grounding yang efektif untuk sistem seri pada jenis tanah sawah dan untuk  sistem  paralel  pada  jenis  tanah  sawah  dan  rawa.  Kedalaman  penanaman  batang  elektroda berpengaruh  pada  nilai  tahanan  pentanahan,  semakin  dalam  penanaman  semakin  kecil  nilai  tahanan pentanahan. Untuk menentukan nilai tahanan pentanahan yang sesuai, kedalaman penanaman berpengaruh terhadap sistem grounding yang digunakan karena semakin dalam penanaman semakin mendekati air tanah. Sistem grounding yang  efektif  untuk  sistem  seri  pada  kedalaman  1  meter  dengan  jenis  tanah  sawah, sedangkan untuk sistem paralel pada kedalaman 50 cm dengan jenis tanah sawah, dan 100 cm pada jenis tanah rawa. Diameter batang elektroda berpengaruh sedikit pada nilai tahanan pentanahan. Semakin besar
batang elektroda semakin kecil nilai tahanan pentanahan yang diperoleh. Diameter 10 mm 2 memiliki nilai tahanan  pentanahan  terbesar,  sedangkan  pada  diameter  25  mm 2 mempunyai  nilai  tahanan  pentanahan terkecil pada setiap jenis tanah. Sistem seri lebih efektif dan hemat pada tanah sawah dibandingkan sistem paralel  karena  hanya  membutuhkan  satu  batang  elektroda  dalam  penerapannya,  tetapi  nilai  tahanan pentanahan sistem seri lebih tinggi daripada sistem paralel.

## D AFTAR P USTAKA
[1]. Sumadi,  B.  K.,  dan  Adji,  W.,  “Peraturan  Menteri  Perhubungan  Republik  Indonesia  Nomor  PM  44  Tahun  2018  tentang Persyaratan Teknis Peralatan Persinyalan Perkeretaapian”, Jakarta, 2018, pp.1-102.
[2]. Zhang, B., He, J., Zeng, R., dan Chen, S., 2010., Effect of Grounding System on Electromagnetic Fields Around Building Struck
by Lightning , IEEE Transactions on Magnetics , 46 (8),
pp.2955-2958.
Available:
https://doi.org/10.1109/TMAG.2010.2048307 . [3]. Keil, R. P., Stidham, C. R., Kulick, J. D., Law, D. J., Rosdah, J. W., Hulett, R. H., Karachalios, K., DeBlasio, R., Janezic, M., Messina,  D.,  dan  Spiewak,  E.,  2015., IEEE  Guide  for  Safety  in  AC  Substation  Grounding ,  pp.1-208,  Available: https://doi.org/10.1109/IEEESTD.2015.7109078 . [4]. Jensen,  C.,  1945., Grounding  Priciples  and  Practice  II  –  Estabilishing  Grounds , Electrical  Engineering ,  64  (2),  pp.68-74, Available: https://doi.org/10.1109/EE.1945.6440858 .
[5]. Rüdenberg, R., 1945., Grounding Principles and Practice I — Fundamental Considerations on Ground Currents , Electrical Engineering , 64 (1), pp.1-13, Available: https://doi.org/10.1109/EE.1945.6440813 .
[6]. Hardyani, P. V., Bahri, A. S., Hariyanto, T., Parnadi, W. W., Rosandi, Y., Sunardi, Alita, E. W., Widodo, A.,  dan Purwanto, M.  S.,  2021., Groundwater  Recharge  Assessment  using  Geographic  Information  System  APLIS  Method  in  Donorojo  Karst Area,  Pacitan , IOP  Conference  Series:  Earth  and  Environmental  Science ,  936  (1),  pp.1-12,  Available: https://doi.org/10.1088/1755-1315/936/1/012027 .
[7]. Sunardi., Arifianto,  T., Hartisa, A. L., Darmawan, A.,  dan Wirawan, W. A., 2020., Perancangan Sistem Peringatan  Longsor dan  Deteksi  Pergeseran  Tanah  Menggunakan  Metode  Telemetri,  Jurnal  Penelitian  Transportasi  Darat,  22  (2),  pp.123-130, Available: https://doi.org/10.25104/jptd.v22i2.1618 .
[8]. Hartisa, A. L., Sunardi., dan Arifianto, T., 2020., Pengembangan Linier Variable Differential Transformer untuk Pergeseran Tanah  Berdasarkan  Derajat  Korelasi Liner ,  Prosiding  Simposium  Forum  Studi  Transportasi  Antar  Perguruan  Tinggi  ke-23, pp.890-898, Available: https://ojs.fstpt.info/index.php/ProsFSTPT/article/view/666 .
[9]. Sunardi, Arifianto, T., Cundoko, A., dan Istiantara, D. T., 2021., Sosialisasi Hasil Pengukuran Geolistrik dan Tata Guna Lahan Jalur  Kereta  Api  Madiun  –  Slahung,  Madiun  Spoor:  Jurnal  Pengabdian  Masyarakat,  1  (2),  pp.38-  45,  Available: https://doi.org/10.37367/jpm.v1i2.177 . [10]. Yamamoto, K., Yoshioka, K., Sumi, S., Yanagawa, S., dan Sekioka, S., 2015., Mutual Influence of a Deeply Buried Grounding Electrode and the Surrounding Grounding Mesh, IEEE Transactions on Industry Applications, 51 (6), pp.4900-4906, Available: https://doi.org/10.1109/TIA.2015.2409251 . [11]. Jarman., Triboesono, A., Hutajulu, J. P., Sayogo, B., Widjaja, F., Sinaga, S. T., Soemarjanto., Soetarman, D. S., Simangunsong, S., 2014., Penjelasan PUIL 2011 (Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2011), pp.1-249, Available: https://gatrik.esdm.go.id/assets/uploads/download_index/files/d8197-buku-puil-2011.pdf .
[12]. de Silva, C. W., 2016., Second Edition Sensor and Actuators Engineering System Instrumentation, pp.1-799, CRC Press Taylor & Francis Group.
[13]. Wu, X., Simha, V., Xue, Y., dan Wellman, R. J., 2017., Substation Grounding Studies with More Accurate Fault Analysis and Simulation Strategies , IEEE Transactions on Power Delivery , 32 (2), pp.1106-1113, Available: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2016.2598176 .
[14]. Wu, X., Simha, V., dan Wellman, R. J., 2016., Strategies for Designing A Large EHV Station Ground Grid with Drastically Different  Soil  Structures,  IEEE/PES  Transmission  and  Distribution  Conference  and  Exposition  (T&D),  pp.1-5,  Available: https://doi.org/10.1109/TDC.2016.7519870 .
[15]. Durham,  M.  O.,  dan  Durham,  R.  A.,  1997., Grounding  Sytem  Design  for  Isolated  Locations  and  Plant  Systems , IEEE Transactions on Industry Applications , 33 (2), pp.374-382, Available: https://doi.org/10.1109/28.567998 .
[16]. Okajima, H., Ametani, A., dan Yamamoto,  K., 2011.,  Effects of Deeply  Buried  Grounding Electrodes Applied to A Mobile Phone Base Station, 2011 International Symposium on Lightning Protection, pp.261-266, Available: https://doi.org/10.1109/SIPDA.2011.6088416 .
[17]. Angeli, M., dan Cardelli, E., 1997., An Approach to the Analysis of the Electromagnetic Interferences Radiated by Metallic Grids Struck by Lightning, IEEE Transactions on Magnetics, 33 (2), pp.1804-1807, Available: https://doi.org/10.1109/20.582627 .